粉末包裝機(jī)縱封-橫封機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1、103第0期 粉末包裝機(jī)縱封-橫封機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)陳雪葉，魏興（遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動化學(xué)院，遼寧 錦州 121001）摘要：提出了粉末包裝機(jī)的整機(jī)方案與結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了包裝機(jī)的縱封與橫封機(jī)構(gòu)?？v封機(jī)構(gòu)采用凸輪與圓柱滾子的配合來實(shí)現(xiàn)，縱封頭與兩夾臂接桿采用鉸鏈連接，兩個連接桿使用銷釘連接。橫封機(jī)構(gòu)也采用凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，此外，使用彈簧保證橫封時的過渡和緩沖。關(guān)鍵詞：粉末包裝機(jī); 縱封; 橫封中圖分類號：TH12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1Design for horizontal sealing and vertical sealing mechanism of power packaging mac

2、hineCHEN Xueye, WEI XingFaculty of Mechanical Engineering and Automation, Liaoning University of technology, Jinzhou, Liaoning, 121001Abstract: The program and structure of the power packing machine were presented. The vertical sealing and horizontal sealing mechanism were designed. The vertical sea

3、ling mechanism adopts cam and roller to achieve co-ordination, vertical head with two clip arms Arbors using hinged two connecting rods with pin connections. The horizontal sealing mechanism is also used to achieve the cam mechanism, in addition, when you use the spring to ensure the transition tran

4、sverse sealing and cushioning.Key words: Powder packaging machine; Horizontal sealing; Vertical sealing粉末包裝機(jī)是一種使用包裝紙將粉末，如：咖啡粉、奶粉、豆粉等進(jìn)行小量包裝的自動化包裝機(jī)器1-2。目前，學(xué)者們已經(jīng)對纏繞包裝機(jī)做了很多工作，如：荊萃等對連續(xù)式包裝機(jī)縱封牽引、橫封驅(qū)動的控制方法進(jìn)行深入研究，有效地解決了不等速傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題3。尚欣等分析了包裝機(jī)械快速設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境、組織結(jié)構(gòu)、功能以及一些典型模型和子系統(tǒng)，建立了包裝機(jī)快速設(shè)計(jì)支持模塊，開發(fā)了一個包裝機(jī)產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)制造集

5、成平臺的原型系統(tǒng)4。王吉岱等利用智能高速型PLC、伺服系統(tǒng)與人機(jī)界面技術(shù)，去除原有機(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)，改由電子凸輪功能控制橫封切刀，解決了傳統(tǒng)機(jī)械凸輪安裝困難、響應(yīng)滯后、量測性差等問題，使橫封切刀的運(yùn)動曲線可以即時改變5。李占賢等對包裝機(jī)橫封凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動分析，得到擺桿角速度和角加速度的變化規(guī)律及其存在的缺陷。推導(dǎo)樹出滿足工作要求和運(yùn)動特性的凸輪輪廓方程，利用MATLAB得出優(yōu)化后的凸輪輪廓曲線6。然而，粉末包裝機(jī)在實(shí)際使用中出現(xiàn)了很多問題，其在縱封機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、橫封機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)封合方法和包裝速度等方面還需要進(jìn)一步研究與完善。本文在充分了解粉末包裝機(jī)基本工作原理的基礎(chǔ)上，提出了粉末包裝機(jī)的整

6、機(jī)方案與結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了包裝機(jī)的縱封機(jī)構(gòu)與橫封機(jī)構(gòu)。采用凸輪與圓柱滾子的配合來實(shí)現(xiàn)縱封機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使用鉸鏈連接縱封頭與兩夾臂接桿。使用凸輪機(jī)構(gòu)與彈簧設(shè)計(jì)橫封機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能夠有效地完成包裝紙的縱封與橫封。1 粉末包裝機(jī)的整機(jī)方案粉末包裝機(jī)的主要工作流程為：（1）物料經(jīng)由料斗送入，輸送至料盤。（2）包裝紙由牽引輥牽引從卷筒向縱封頭輸運(yùn)。（3）物料被包裝紙包卷，在縱封頭處實(shí)現(xiàn)縱封。（4）經(jīng)縱封后的物料繼續(xù)向前輸運(yùn)，在橫封頭處橫封。（5）橫封后，送至物盤，完成包裝。圖1和圖2分別為粉末包裝機(jī)的方案原理示意圖，工藝路線圖。1電機(jī); 2蝸輪軸; 3V帶; 4蝸輪; 5凸輪; 6卷筒; 7牽引輥; 8料斗;

7、 9料盤; 10送料器; 11縱封頭; 12V帶; 13物盤; 14橫封頭; 15操作面板圖1 粉末包裝機(jī)方案原理示意圖圖2 工藝路線圖本文設(shè)計(jì)的包裝機(jī)適用于咖啡粉、奶粉、豆粉等粉末狀物料的小量包裝。適用的參數(shù)條件為：生產(chǎn)能力為30袋/分，紙盒規(guī)格(長寬)為5050mm；使用的電機(jī)功率為0.75KW，電機(jī)轉(zhuǎn)速為1390r/min。2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)粉末包裝機(jī)主要有由縱封機(jī)構(gòu)、橫封機(jī)構(gòu)、料盤裝置，走袋裝置，料卷裝置，V帶、軸、軸承、電機(jī)、端蓋、機(jī)架等組成。本文主要對縱封機(jī)構(gòu)與橫封機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2.1 縱封機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)縱封機(jī)構(gòu)采用凸輪與圓柱滾子的配合來實(shí)現(xiàn)，使用鉸鏈連接縱封頭與兩夾臂接桿。其中，凸輪基圓

8、半徑為40mm，升程為40mm，凸輪厚度為15mm，推程角為0-110，遠(yuǎn)休止角為110-140，回程角為140-250，停止角為250-360?？v封機(jī)構(gòu)由縱封凸輪、縱封桿、縱封頭、縱封銷、縱封支架等零件組成?；赟olidworks三維實(shí)體建模軟件，設(shè)計(jì)了各個零件。采用自下而上的裝配方式，完成縱封機(jī)構(gòu)的裝配，如圖3所示。圖3 縱封機(jī)構(gòu)裝配示意圖2.2橫封機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)橫封機(jī)構(gòu)也采用凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。此外，使用彈簧來實(shí)現(xiàn)橫封時的過渡和緩沖。其中，凸輪基圓半徑為60mm，升程為40mm，凸輪厚度為16mm，推程角為0-110，遠(yuǎn)休止角為110-140，回程角為140-250，停止角為250-360。橫封

9、機(jī)構(gòu)由橫封凸輪、橫封桿、橫封頭、橫封銷、橫封支架、橫封彈簧、蓋形螺母、底板等零件組成。圖4為橫封機(jī)構(gòu)的裝配示意圖。圖4 橫封機(jī)構(gòu)裝配示意圖2.3其他零件的選擇根據(jù)粉末包裝機(jī)方案原理，設(shè)計(jì)、計(jì)算、選用其他零件。走袋機(jī)構(gòu)用步進(jìn)電機(jī)輸入動力，用齒輪副傳動，最終由對滾輥?zhàn)訉?shí)現(xiàn)走袋功能。其中圓柱直齒輪的模數(shù)為2，齒數(shù)為20。選用Y系列三相異步電動機(jī)該電機(jī)，型號為Y802-4，額定功率為0.75KW，轉(zhuǎn)速為1390r/min，安裝類型為B5型。選Z型V帶，計(jì)算得兩帶輪直徑分別為71mm和160mm，中心距為213.5mm，帶長為800mm，帶數(shù)為4。2.4 與機(jī)架的裝配將設(shè)計(jì)的縱封機(jī)構(gòu)與橫封機(jī)構(gòu)通過軸、軸

10、承座、銷螺栓、螺母等零件與機(jī)架進(jìn)行裝配，裝配結(jié)果表明：橫封機(jī)構(gòu)與縱封機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算合理。裝配效果如圖5所示。圖5 橫封、縱封與機(jī)架裝配示意圖3結(jié)論本文提出了粉末包裝機(jī)的整機(jī)方案與結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種用于咖啡粉、奶粉、豆粉等粉末狀物料小量包裝的包裝機(jī)的縱封機(jī)構(gòu)與橫封機(jī)構(gòu)?；赟olidworks，設(shè)計(jì)了各個零件，采用自下而上的方式設(shè)計(jì)了縱封機(jī)構(gòu)與橫封機(jī)構(gòu)。采用凸輪與圓柱滾子的配合，及與輔助零件的裝配，實(shí)現(xiàn)縱封機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使用凸輪機(jī)構(gòu)與彈簧等零件實(shí)現(xiàn)橫封機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。與機(jī)架的裝配表明，設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能夠有效地完成包裝紙的縱封與橫封?；痦?xiàng)目遼寧工業(yè)大學(xué)博士啟動基金（2120602），遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目（LS2010080, LKF2011020）,國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAF12B08-5）。參 考 文 獻(xiàn)1 趙宗課. CGF30B型微粉末自動包裝機(jī)的計(jì)量原理及精度保證J. 輕工機(jī)械. 2002, 4: 54-55. 2 高淑英, 李立. 立式多通道小袋包裝機(jī)模塊劃分研究J. 包裝工程. 2011, 32(17): 70-73.3 荊萃. 連續(xù)式包裝機(jī)縱封牽引、橫封驅(qū)動控制的新型研究J. 天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào). 2012, 14(5): 80-84.4 尚欣, 劉